package com.south.base.test.arithmetic;

import org.junit.Test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

/**
 * 给定一个包含 n 个整数的数组 nums 和一个目标值 target，
 * 判断 nums 中是否存在四个元素 a，b，c 和 d ，使得 a + b + c + d 的值与 target 相等？
 * 找出所有满足条件且不重复的四元组。
 *
 * @author Administrator
 * @date 2020/5/26 16:23
 */
public class FourSum {
    @Test
    public void test() {
        System.out.println(fourSum(new int[]{1, 0, -1, 0, -2, 2}, 0));
    }

    /**
     * 253ms
     *
     * @param nums
     * @param target
     * @return
     */
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        if (nums == null || nums.length < 4) {
            return res;
        }
        Arrays.sort(nums);
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if (nums[i] > target && nums[i] > 0) {
                continue;
            }
            for (int j = i + 1; j < nums.length; j++) {
                if (nums[i] + nums[j] > target && nums[j] > 0) {
                    continue;
                }
                for (int k = j + 1; k < nums.length; k++) {
                    if (nums[i] + nums[j] + nums[k] > target && nums[k] > 0) {
                        continue;
                    }
                    for (int l = k + 1; l < nums.length; l++) {
                        if (nums[i] + nums[j] + nums[k] + nums[l] != target) {
                            continue;
                        }
                        boolean f = true;
                        for (int m = 0; m < res.size(); m++) {
                            if (res.get(m).get(0) == nums[i] && res.get(m).get(1) == nums[j] && res.get(m).get(2) == nums[k] && res.get(m).get(3) == nums[l]) {
                                f = false;
                                break;
                            }
                        }
                        if (f) {
                            res.add(Arrays.asList(nums[i], nums[j], nums[k], nums[l]));
                        }
                    }

                }
            }
        }
        return res;
    }

    /**
     * 4ms
     *
     * @param nums
     * @param target
     * @return
     */
    public List<List<Integer>> fourSum2(int[] nums, int target) {
        /*定义一个返回值*/
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        /*当数组为null或元素小于4个时，直接返回*/
        if (nums == null || nums.length < 4) {
            return result;
        }
        /*对数组进行从小到大排序*/
        Arrays.sort(nums);
        /*定义4个指针k，i，j，h  k从0开始遍历，i从k+1开始遍历，留下j和h，j指向i+1，h指向数组最大值*/
        for (int k = 0; k < nums.length - 3; k++) {
            /*当k的值与前面的值相等时忽略*/
            if (k > 0 && nums[k] == nums[k - 1]) {
                continue;
            }
            /*获取当前最小值，如果最小值比目标值大，说明后面越来越大的值根本没戏*/
            int min1 = nums[k] + nums[k + 1] + nums[k + 2] + nums[k + 3];
            if (min1 > target) {
                break;
            }
            /*获取当前最大值，如果最大值比目标值小，说明后面越来越小的值根本没戏，忽略*/
            int max1 = nums[k] + nums[nums.length - 1] + nums[nums.length - 2] + nums[nums.length - 3];
            if (max1 < target) {
                continue;
            }
            /*第二层循环i，初始值指向k+1*/
            for (int i = k + 1; i < nums.length - 2; i++) {
                /*当i的值与前面的值相等时忽略*/
                if (i > k + 1 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                    continue;
                }
                /*定义指针j指向i+1*/
                int j = i + 1;
                /*定义指针h指向数组末尾*/
                int h = nums.length - 1;
                /*获取当前最小值，如果最小值比目标值大，说明后面越来越大的值根本没戏，忽略*/
                int min = nums[k] + nums[i] + nums[j] + nums[j + 1];
                if (min > target) {
                    continue;
                }
                /*获取当前最大值，如果最大值比目标值小，说明后面越来越小的值根本没戏，忽略*/
                int max = nums[k] + nums[i] + nums[h] + nums[h - 1];
                if (max < target) {
                    continue;
                }
                /*开始j指针和h指针的表演，计算当前和，
                如果等于目标值，j++并去重，h--并去重，当当前和大于目标值时h--，当当前和小于目标值时j++*/
                while (j < h) {
                    int curr = nums[k] + nums[i] + nums[j] + nums[h];
                    if (curr == target) {
                        result.add(Arrays.asList(nums[k], nums[i], nums[j], nums[h]));
                        j++;
                        while (j < h && nums[j] == nums[j - 1]) {
                            j++;
                        }
                        h--;
                        while (j < h && i < h && nums[h] == nums[h + 1]) {
                            h--;
                        }
                    } else if (curr > target) {
                        h--;
                    } else {
                        j++;
                    }
                }
            }
        }
        return result;
    }

}
